西北盐碱地养虾塘接种微藻后藻类种群结构及水质变化

Changes in algal phase and water quality following inoculation of microalgae in shrimp ponds in north-western saline areas

摘要

目的 掌握西北盐碱地凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）养殖池塘微藻群落的变化规律，探究接种湖生卵囊藻（Oocystis Lacustris）和普通小球藻（Chlorella vulgaris）对池塘藻相和水质的影响。 方法 选取3口凡纳滨对虾养殖池塘，对照组不接种藻类，处理A、B组根据池塘水体体积按2 mg/L的质量浓度分别接种湖生卵囊藻和普通小球藻。3口池塘除接种藻外其他管理均一致，每5 d每口池塘取3个水样做微藻定量、多性样分析、群落结构分析以及水质理化因子与微藻群落结构相关性分析等。 结果 在养殖周期内，对照组蓝藻暴发，蓝藻生物量最高值达到58.77 mg/L，而处理A、B蓝藻生物量均在11.13 mg/L以下，并在后期形成了稳定的绿藻藻相。对照组和处理A、B的Shannon Wiener多样性指数均值依次为：3.89、4.66和4.02，Pielou均匀度指数均值依次为：0.69、0.83和0.72。结合变化趋势分析：处理组微藻多样性优于对照组，且处理A优于处理B。群落结构的多元统计分析和一致性分析表明，处理组微藻群落的稳定性优于对照组，且处理B与对照组之间群落结构差异显著（P<0.05）。BIOENV （Biota-Environment）分析结果显示，单因子中，解释微藻群落结构变化最好的环境因子为透明度（r_m =0.893）；多因子组合中NH₄⁺-N、NO₂^--N和透明度组合最佳解释了微藻群落结构的变化（r_m =0.893）。养殖末期产量分析显示，对照组蓝藻暴发后，对虾成活率和产量明显下降，蓝藻对养殖造成了不可逆的严重损失。 结论 在西北盐碱地凡纳滨对虾养殖池塘中，接种湖生卵囊藻和普通小球藻后避免了蓝藻暴发，降低了养殖风险。相对于湖生卵囊藻，普通小球藻体现出更好地抑制蓝藻的作用且接种后对藻相影响大于接种湖生卵囊藻，而接种湖生卵囊藻后藻相多样性较好。

Abstract

Objective In order to understand the changing patterns of microalgal communities in ponds used for the culture of Litopenaeus vannamei in northwestern saline areas，the effects of inoculation with Oocystis lacustris and Chlorella vulgaris on the algal phase and water quality of the ponds were investigated. Method The control group was not inoculated with algae and the treatment groups A and B were inoculated with Oocystis lacustris and Chlorella vulgaris respectively at a concentration of 2 mg/L depending on the volume of water in the pond.Three ponds were managed identically except for algae inoculation and three samples were taken every 5 d for microalgae quantification，multiplex analysis，community structure analysis and correlation between physical and chemical water quality factors and microalgal community structure. Result During the incubation period，the control group had a cyanobacterial outbreak with the highest Cyanobacterial biomass value of 58.77 mg/L，while treatments A and B both had Cyanobacterial biomass below 11.13 mg/L and formed a stable Chlorophyta phase at a later stage.The mean values of the Shannon-Wiener diversity index for the control and treatments A and B were: 3.89，4.66 and 4.02，respectively，and the mean values of Pielou evenness index were: 0.69，0.83 and 0.72，respectively.The combined trend analysis showed that the microalgal diversity was better in the treatment group than in the control group，and that treatment A was better than treatment B.Multivariate statistical analysis and consistency analysis of community structure showed that the stability of the microalgal community in the treatment group was better than that in the control group，and the difference in community structure between treatment B and the control group was significant (P<0.05).The BIOENV (Biota-Environment) analysis showed that transparency (r_m =0.893) was the environmental factor that best explained the structure of the microalgal community as a single factor，while NH₄⁺-N + NO₂^--N + transparency best explained the microalgal community structure as a multi-factor combination (r_m =0.893).Analysis of yields at the end of the culture showed that shrimp survival and yields were significantly reduced following Cyanobacterial outbreaks in the control group，and that the losses to the culture from Cyanobacteria were irreversible and severe. Conclusion This study found that inoculation of O.lacustris and C.vulgaris inhibited Cyanobacterial outbreaks and reduced the risk of cultivation in northwest saline L.vannamei culture ponds.C.vulgaris showed better inhibition of Cyanobacteria than O.lacustris and had a greater effect on algal phase than O.lacustris，while inoculation with O.lacustris resulted in better algal phase diversity.

Graphical abstract

关键词

西北盐碱地 / 凡纳滨对虾 / 湖生卵囊藻 / 普通小球藻 / 微藻类种群结构 / 水质

Key words

northwest saline land / Litopenaeus vannamei / Oocystis lacustris / Chlorella vulgaris / microalgae community structure / physicochemical index of water quality

Author summay

赵治钦，硕士研究生。E-mail：[e-mail]

中国盐碱水资源丰富，有效利用盐碱水资源发展水产养殖不但能够获得渔业生产效益，还能有效改善生态环境。目前我国约有0.46亿 hm²的低洼盐碱水域资源，主要分布在东北、华北、西北内陆以及辽东湾、渤海湾、莱州湾和江苏、浙江等沿海地区^［1］。这些盐碱地区可采用地下卤水、地下盐水以及地表半咸水分别混合淡水进行水产养殖。适用于盐碱水域的养殖对象主要有瓦氏雅罗鱼（Leuciscus waleckii）^［2］、凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）^［3］、尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）^［4］和鲤（Cyprinus carpio）、鲫（Carassius auratus）等^［5］常规鱼类。西北地区盐碱水域水产养殖目前处于试验阶段，其中以凡纳滨对虾的养殖成为试养的热点，根据近几年的养殖现状，养殖过程中暴发蓝藻是众多养殖风险之一，极大地影响了养殖户的信心，困扰盐碱地养殖业的发展。

对水产养殖而言，蓝藻中的一些种类对养殖对象是非常不利的，随着全球气候变暖，有毒蓝藻导致的水产养殖风险正在逐步增大^［6］。中国西北地区因夏季光照强，喜光、耐碱的蓝藻在盐碱池塘中更易成为优势种群，且盐碱地水产养殖常常存在水资源受限、水体交换量少的情况，导致一旦暴发蓝藻，将难以根治。目前对蓝藻的防治方法主要有化学法和生物法。其中化学处理主要是利用铝^［7］、铜^［8］、过氧化氢^［9］等制作的除藻剂来灭杀蓝藻，化学方法成本高且对养殖动物有害，不利于长期使用。生物方法则是通过物种间的交流竞争来抑制蓝藻生长，如种植水生植物^［11］、添加微生物制剂^［12-13］和接种其他微藻^［14］等，但养殖池塘中细菌群落优势种的重塑能力有限，优势种形成困难，因此添加微生物的方法也不适合长期使用^［15］；而水生植物过多则会导致水体透明度过高，不利于对虾的健康生长。因此，接种有益微藻，构建以有益藻为主的微藻群落便成了防治蓝藻的主要选择。

微藻是水环境中的初级生产者和食物链的基础环节，接种一定量的有益微藻可以有效调控水质，提高养殖动物的免疫力，降低病害发生^［16］，是一种有效的符合生态养殖的技术手段。小球藻（Chlorella）和卵囊藻（Oocystis）均属于广盐性绿藻，以其繁殖快、生命力强在水产养殖中广泛使用^［17-18］。本研究在西北盐碱地凡纳滨对虾养殖塘接种湖生卵囊藻（Oocystis Lacustris）和普通小球藻（Chlorella vulgaris），通过微藻生物量分析和多元统计分析^［19］深入探讨了盐碱地池塘中藻相变化，并探究引起藻相变化的主要环境因子以及接种后藻相变化对养殖效果的影响，以期为内陆盐碱水域养虾塘的藻相调控和水质管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 养殖环境和池塘条件

养殖地点位于甘肃省景泰县五佛乡，为3口设计水深1 m的盐碱池塘。对照组池塘面积为2 556.21 m²，其藻相不加人为干扰，处理A组（A塘）接种湖生卵囊藻，处理B组（B塘）接种普通小球藻，池塘面积分别为2 113.36 m²和1 324.42 m²。养殖用水为经蓄水池沉淀后的黄河水和池塘底部渗出的盐碱水混合而成，其混合比例为1∶1。所有池塘在进水前均用漂白粉进行清塘，整塘后注水1 m备用。试验期间总碱度为120 mg/L，盐度为（1.98±0.02）‰，水温变化范围25~32 ℃。

1.2 藻种来源

湖生卵囊藻和普通小球藻采自试验区凡纳滨对虾养殖场，经过水滴分离法纯化后，在实验室中驯化培养备用。在试验期间，利用水生4号培养基^［20］对藻类进行扩大培养，培养至湖生卵囊藻密度为1.0×10⁹~1.2×10⁹ 个/L，普通小球藻密度为1.0×10⁹~1.5×10⁹ 个/L时备用。

水生四号培养基成分：Ca（H₂PO₄）₂·H₂O+2（CuSO₄·H₂O） 0.03 g，（NH₄）₂SO₄ 0.20 g，MgSO₄·7H₂O 0.08 g，NaHCO₃ 0.10 g，KCl 0.025 g，FeCl₃（1%） 0.15 mL，土壤浸出液 0.5 mL，H₂O 1 000 mL。

1.3 饲养管理及微藻接种

试验于2021年6月26日至2021年7月31日进行。3个池塘以45 尾/m²的密度放养来源相同、同批淡化并经21 d温棚“标粗”培育的健康凡纳滨对虾幼虾，体长（2.80±0.56）cm、体质量（0.33±0.08）g。试验期间投喂粗蛋白含量≥40%的澳华“虾安康”饲料，初期投喂量为虾体质量的8%~10%，后期逐渐缩减至2%~3%。饲料每天分3次（7∶00、12∶00和18∶00）沿池周距岸边1 m处均匀投放。每隔5 d补充乳酸菌、枯草芽孢杆菌。池塘采用底部纳米管24 h不间断充气的方式来进行供氧，同时配备水车式增氧机，根据每天实际情况在下午晴天开机2 h以改良底质。试验期间，根据池水渗漏、蒸发情况对减少的水量进行补充，保持水深在1 m左右，除此之外不再换水。

于幼虾放养当天采集3个塘的水样，分析藻类群落结构和生物量，保证池塘间无显著差异，同时对扩培备用的藻液进行生物量定量分析，方法参照《水生生物学》^［20］。由于两个处理组池塘体积不同，为保证接种藻类进入池塘后的生物量浓度相同，放养后根据池塘水体体积分别给A/B池塘接种湖生卵囊藻/普通小球藻，使接种藻的生物量达到2 mg/L。以后每10 d补接1次，每次接种量（绝对生物量）同前，每次接种时间为上午9∶00~10∶00，对照组池塘不接种任何藻类。

1.4 水样采集与测定

于放养当天和放养后每5 d对3口池塘用采水器（1 L）于水面下方0.5 m处采集水样，每口池塘沿长向均匀间隔设置3个采样点分别采样（以每口池塘的3个水样为重复，进行微藻生物量及水质数据统计分析），每个采样点距离长岸边约2 m并避开增氧机和料台，采样时间为上午8∶00~9∶00，试验期间共采样8次。

微藻检测：1 L水样加入15 mL鲁哥氏液进行固定，充分摇匀后静置24 h，用虹吸管轻轻移除上清液，剩余约20 mL浓缩藻液摇匀后转入100 mL定量瓶中，再用吸出的上清液少许冲洗3次样品瓶，冲洗液转入定量瓶中，最后定容至30 mL^［20］用以鉴定计数。计数时用吸管轻吸0.1 mL浓缩样品，注入0.1 mL浮游植物计数框中，在光学显微镜下进行种类的鉴定并按视野面积法的原理进行定量统计。为了减少计数偏差，计数面积不少于计数框面积的20%，每个样品计数2片取平均值，2片计数结果差异不超过15%，若相差较大，则再计数1片，然后取数值相差较小的2片的平均值。微藻种类鉴定参考《水生生物学》^［20］《中国淡水藻类》^［21］。

水质理化因子测定：采用Hanna Instruments公司的便携式水质测定仪，测定池塘的氨氮（NH₄⁺-N）、亚硝酸盐氮（NO₂^--N）、pH、溶解氧（DO），现场用塞氏盘测定池塘透明度。

1.5 数据处理及分析

1.5.1 微藻组成和群落结构分析

密度和生物量的计算按照《水生生物学》^［20］的方法进行。各处理组间微藻密度、生物量及其他水质数据的差异显著性检验采用SPSS 24.0软件按单因素方差分析（One-Way ANOVA）进行，采用Duncan's 进行多重比较。

多样性指数和多元统计分析采用PRIMER 6.0软件。Shannon-Wiener多样性指数（H'）和Pielou均匀度指数（J）的计算公式如下：

H\text{'}=-{\sum }_{i=\mathrm{1}}^S\left(\frac{N_i}{N}·\mathrm{l}\mathrm{o}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}\frac{N_i}{N}\right)

J=H\text{'}/\mathrm{l}\mathrm{o}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}S

式中：N_i 为第i种的个体数，S为样品中的种类总数，N为所有种类的总个体数。

多元统计分析如下，将“种类×采样时间”的生物量数据通过2次平方根转换后（平衡优势种和稀有种的影响），根据Bray-Curtis相似性指数建立相似性矩阵。基于上述操作，应用CLUSTER等级聚类和非度量多维标度（Non-metric multidimensional scaling，MDS）排序，以不同池塘为因素（Factor）进行微藻群落结构分析，利用胁强系数（Stress）来衡量MDS分析结果的优劣^［22］。用生物量数据进行相似性分析（Analysis of Similarity，ANOSIM），检验出各组间差异显著性^［23］。之后，将生物量数据代入相似性百分比SIMPER（Similarity percentages，SIMPER），分析组间平均差异性的贡献率，贡献率>3%的微藻种类视为主要特征种^{［19，24］}。

1.5.2 微藻群落结构变化与环境因子之间的关系分析

为了分析无人为干扰（不人工接种有益藻）条件下影响微藻群落结构的主要环境因子，采用对照组的水质和微藻数据，用RELATE程序分析各类微藻生物量与非生物因子相似矩阵之间的关系；通过生物环境分析程序（biota-environment，BIOENV）计算微藻组成矩阵与温度（T）、氨氮（NH₄⁺-N）、亚硝酸盐氮（NO₂^--N）、pH、溶解氧（DO）和透明度等非生物环境因子的相似性矩阵之间的加权Spearman秩相关系数，选择相关系数最高的环境因子作为与微藻群落结构关系密切的环境因子^［22］。

2 结果与分析

2.1 微藻种类组成、生物量和群落结构变化

2.1.1 微藻种类组成和生物量变化

试验期间共鉴定出微藻种类75种（表1），隶属于8门43属。其中对照组鉴定出6门38属62种，处理A为6门36属59种，处理B为8门40属59种。各池塘微藻种类均以硅藻门、绿藻门、蓝藻门和裸藻门为主，黄藻门、金藻门、甲藻门、隐藻门种类则较少或者没有。

试验开始时，3口池塘的总生物量（1.03~1.05 mg/L）、多样性及各门类的生物量无显著差异（P>0.05），随着试验进展，3口池塘的微藻群落结构出现明显的时间差异性（图1）。对照组一个明显的特点是，蓝藻门生物量所占比例随养殖时间增长而较快升高（由2%升高至66%），最后成为优势种。而最初占优势的硅藻门生物量由54%下降至7%，在群落中不占据优势。在两个接种微藻的处理组中，蓝藻的生物量虽有上升（处理A蓝藻生物量最高上升至33%，处理B蓝藻生物量最高上升至25%），但在试验进行20 d后，上升速度减缓，进入一个相对稳定的时期，试验结束时，A、B 两个处理组均以绿藻占优势。

试验期间，池塘的总生物量和蓝藻生物量变化趋势如图2所示，3口池塘微藻的绝对生物量随着时间推移而逐渐增长，由试验开始时的1.03~1.05 mg/L增长至试验结束时的30.17~89.61 mg/L。值得关注的是，对照组在7月16日后蓝藻明显上升，21日后蓝藻剧烈上升并在试验结束时（7月31日）仅蓝藻的生物量就高达58.77 mg/L，仅在21日至26日间，蓝藻增长的生物量（9.91 mg/L）与总生物量的增长（9.93 mg/L）基本相等，意味着这一阶段其他藻类均被抑制，而蓝藻贡献了生物量增长的全部，提示蓝藻暴发。而处理A、B组蓝藻生物量前期略有上升，但在后期基本平稳，在试验结束时两个处理组蓝藻生物量均未超过11.13 mg/L，百分比最大约33%；且接种普通小球藻的B组，抑制蓝藻的作用表现得更为明显，B组与A组的总生物量差距也主要因蓝藻的差距导致。

在试验初期，3口池塘的湖生卵囊藻和普通小球藻生物量均很小，且组间无显著差异（P>0.05）。整个试验过程中，A塘接种的湖生卵囊藻在持继而较快的上升（图3），变化范围为0.015~4.106 mg/L，对照组的湖生卵囊藻总趋势也是上升，但上升最缓慢；除第1次采样外，试验开始后A塘的湖生卵囊藻每次的生物量均显著大于对照组（P<0.05）。B塘接种的普通小球藻总体也呈上升趋势，生物量变化范围为0.002 68~2.263 733 mg/L，而对照组的普通小球藻在很小的范围内波动；同样，除第1次采样外，试验期间B塘接种的普通小球藻每次的生物量均显著大于对照组（P<0.05）。

2.1.2 微藻多样性指数

试验期间对照组和处理组A、B微藻的Shannon-Wiener多样性指数H'、均匀度指数J变化趋势如图4所示。对照组的Shannon-Wiener多样性指数（H'）试验期间出现下降趋势，变化范围为3.05~4.97，平均值为3.89；处理A呈现出先升后降再升高的趋势，变化范围为4.23~5.11，平均值为4.66；处理B整体处于下降状态，变化范围为3.36~4.89，平均值为4.02。Pielou均匀度指数（J）变化趋势与H'相似，对照组和处理A、B的变化范围依次为：0.52~0.94、0.73~0.92和0.58~0.92，平均值依次为0.69、0.83和0.72。结合变化趋势来看，处理组微藻多样性整体优于对照组，且处理A的多样性大于处理B。

2.1.3 微藻群落结构的多元统计分析

群落结构的多元统计分析结果如下，3口池塘的CLUSTER和MDS图的分组一致（图5、图6），并且对照组和处理A、B相比得出的胁强系数分别为0.03、0.02，均小于0.05，说明该图具有很好的代表性，聚类排序可靠。从MDS图可以看出，微藻群落呈现出明显的时间演替模式，处理组A、B在第一次接种藻后对其原本的群落结构产生了巨大影响，并且群落变化的连续性和稳定性优于对照组。

根据CLUSTER和MDS结果，以75%的相似性将处理A的微藻群落分为3组，A_Ⅰ为第一次采样，A_Ⅱ为中间3次采样，A_Ⅲ为最后4次采样；采取同样的分组方法将处理B和对照组分为B_Ⅰ、B_Ⅱ、B_Ⅲ和C_Ⅰ、C_Ⅱ、C_Ⅲ。用SIMPER检验出微藻群落组间平均差异性（表2），发现在组间对比中，对C_Ⅰ、C_Ⅱ、C_Ⅲ差异起到主要贡献的物种为大螺旋藻（8.69%），而湖生卵囊藻（5.99%）为A_Ⅰ、A_Ⅱ、A_Ⅲ差异的主要贡献者，普通小球藻（4.45%）为B_Ⅰ、B_Ⅱ、B_Ⅲ差异的主要贡献者。对照组中蓝藻门的总贡献率均大于其他门类，在两个处理组中绿藻门的贡献率大于蓝藻门。对照组铜绿微囊藻的贡献率为6.51%，大于处理A的3.80%和处理B的3.74%（表3）。

将对照组分别与处理组A、B进行相似性（ANOSIM） 检验。结果表明，对照组与处理A间，R=0.087，P=0.139；与处理B间，R=0.323，P=0.013。（R为相异系数，R=0，表示群落结构完全相同，R越大，表示群落之间差异越大，R=1表示完全不同），说明对照组与处理A之间的群落结构差异不明显（P=0.139），而B组与对照组之间差异显著（P=0.013），说明接种普通小球藻导致的差异大于接种卵囊藻产生的差异。

2.2 池塘水质理化指标

试验期间，所有池塘NO₂^--N的含量仅在前2次采样时检测出，值为0.001 mg/L，后6次采样均未检出3口池塘的其他水质指标如图7所示，在整个试验期间3口池塘水温不断升高，透明度逐渐下降。3口池塘pH则波动幅度不大，NH₄⁺-N在7月11日后有所上升，7月26日后处理组NH₄⁺-N浓度显著低于对照组（P<0.05），3口池塘溶解氧则始终处于8 mg/L以上。

Table 7 Physical and chemical indexes of water quality of culture ponds during the test

2.3 微藻群落变化与环境因子之间的关系

以对照组生物量构建群落结构矩阵，用RELATE分析（Spearman）显示对照组微藻生物量与环境因子的相关系数达到显著水平（Rho=0.866，P<0.05）。然后运用BIOENV程序来找出一些环境因子解释微藻群落的变化成因。筛选出与微藻生物量最相关的环境因子或者组合见表4。单因子分析中，解释微藻群落结构最好的环境因子为透明度（r_m =0.893）；多因子分析中，最相关的因子组合为：NH₄⁺-N + NO₂^--N +透明度组合（r_m =0.893）。

2.4 池塘最终产量

对照池因蓝藻暴发，于8月初开始，虾类出现游塘和大量死亡的现象，随后给对照池采取大量换水、施用蓝藻解毒剂等措施来缓解蓝藻的影响以降低死亡率，但效果不佳。而2个处理组养殖水质和虾的活动正常，无明显死亡现象。3口池塘于2021年8月28日进行最终测产，收获结果见表5。如表5所示，对照组因蓝藻暴发，最终成活率仅为21.31%，而接种有益藻的A、B组，成活率和产量均远大于对照组。

3 讨论

研究表明，接种卵囊藻和小球藻有利于养殖池塘构建稳定藻相^{［18，25］}，本试验同样发现在盐碱池塘中定向接种湖生卵囊藻和普通小球藻可以稳固池塘藻相，避免蓝藻水华的发生。王旭娜等^［26］研究发现，对虾养殖池塘初期的优势种群以绿藻和硅藻为主，后期则以蓝藻门为主。Piehler 等^［27］的研究显示，在低盐度条件下（0~15‰），虾塘中微藻的优势种多以蓝藻为主。本次试验中，对照组微藻生物量组成由硅藻-绿藻型转变为蓝藻-裸藻型，并在试验最后（7月31日），蓝藻门生物量达到总量的66%，变为蓝藻藻相，该结果与前人的报道具有较好的一致性。而接种微藻的处理组在养殖过程中绿藻生物量保持在总量的40%以上，蓝藻生物量基本在30%（11.13 mg/L）以下（除试验最后1次采样A组到达33%），保证了养殖的顺利进行。本试验中，3组池塘均经过了相同的清塘、整塘处理，但B组池塘比其他两组池塘多了两门微藻种类，其中金藻门藻类仅在6月26日检出，而隐藻门藻类则在7月16日~7月31日均有检出。金藻门藻类仅出现一次，这可能是B组池塘土壤中仍存有未被灭杀的藻种，或是在对照组和A组中数量太少没有检测到。而对照组和A组养殖期间并未出现隐藻繁殖，这可能是进入对照组和A组的外源藻种数量较少，而在7月16日后，对照组和A组池塘藻类生物量高于B组，池塘中的藻类抑制了外源藻类的生长，使外来隐藻无法繁殖，所以并未在对照组和A组检出隐藻。

结合群落结构变化发现，处理组池塘微藻群落结构变化稳定、连续性更好，且蓝藻门贡献率小于绿藻门贡献率。在对照组中，蓝藻门的物种贡献率总体维持在一个较高水准，如大螺旋藻（8.69%）、极大螺旋藻（7.48%）和铜绿微囊藻（6.25%）等。而在处理A、B中，铜绿微囊藻贡献率分别为3.80%和3.74%，证明接种湖生卵囊藻和普通小球藻有效抑制了铜绿微囊藻的生长。研究表明，接种有益微藻可以积累化感物质从而影响蓝藻的生长^［28］。本试验中接种普通小球藻对蓝藻的抑制效果要优于接种湖生卵囊藻，这可能是因为小球藻比卵囊藻生长周期短、繁殖快，所以一开始就积累了大量化感物质，从而有效抑制了蓝藻生长。本研究中，处理A和处理B贡献率最高的物种均为接种的藻类，其值分别为湖生卵囊藻（5.99%），普通小球藻（4.45%），说明接种的藻类在盐碱地池塘中可以稳定生长，并促成池塘绿藻藻相的形成。研究表明，即便是正常情况下对养殖水体有利的绿藻，当生物量达到一定的阈值后也同样会形成绿藻水华，导致养殖动物应激死亡^［29］。在本试验中，2个处理组接种藻的生物量生长合理（A塘湖生卵囊藻0.015~4.106 mg/L，B塘普通小球藻0.002 68~2.263 733 mg/L），并没有出现单一绿藻占据绝对优势的情况，避免了产生绿藻水华的风险。

池塘微藻的Shannon-Wiener多样性指数H'和Pielou均匀度指数J可以反映微藻群落结构的复杂性，数值越大证明群落结构越复杂，稳定性越好^［30］。对照组池塘在养殖20 d（7月16日）后蓝藻开始大量生长，H'和J均低于两个处理组，而处理组虾塘接种微藻后，维持了虾塘微藻多样性，保持了群落结构稳定。处理A的H'和J的变化趋势与其他两组变化趋势不同，这是因为卵囊藻繁殖速度低于小球藻，刚开始没有大量繁殖，并没有影响到整个池塘的藻类组成，所以在7月6日前处理A的H'和J的值略有升高。而在7月11日后，处理A卵囊藻开始达到生长的高峰期，卵囊藻成为优势种，使H'和J开始下降。7月26日~7月31日，由于水温升高，处理A的蓝藻也开始生长，导致H'和J值也有所升高，因此处理A的H'和J的值呈现出先升后降再升高的趋势。试验期间对照组蓝藻暴发后，以螺旋藻和微囊藻为主的蓝藻逐渐占据优势地位，微藻组成逐渐单一，多样性下降，降低了池塘抵抗环境变化的能力，体现出蓝藻暴发对生物多样性的不利影响。群落结构相似性ANOSIM 检验表明，对照组与各处理间的微藻群落结构有差异，B处理与对照组的差异较大，但对照组与各处理组未形成两个完全不同的群落结构，这是由于3口池塘的水源来源相同，补水的同时也引入了自然河流的藻种，同时接种微藻时控制了接种量，所以并未完全改变池塘的微藻群落结构。

卵囊藻和小球藻都有着较强的环境适应能力，多项研究表明，小球藻和卵囊藻能够有效吸收对虾养殖水体中的NH₄⁺-N、NO₂^--N^［31-33］。本研究中，同样发现养殖后期处理组池塘的NH₄⁺-N含量显著低于对照组（P<0.05），说明湖生卵囊藻和普通小球藻也可以有效吸收NH₄⁺-N。处理B池塘NH₄⁺-N浓度基本上低于其他两个池塘（除最后一次采样外），这可能是因为小球藻比卵囊藻繁殖速度快，形成稳定的绿藻藻相早于卵囊藻，所以对NH₄⁺-N的吸收能力更强。本试验中，所有池塘的NO₂^--N仅在前2次采样中检测出，后面6次采样均未检出，这可能是因为3个池塘藻类生长速度快，生物量高有效吸收了池塘中的NO₂^--N，使NO₂^--N浓度一直处于一个较低的水平，所以无法被检测出。

透明度能够反映池中生物和非生物的种类和数量，主要代表着池中浮游植物数量的多少，池中生物量越大，透明度就越低，如果结合水色，能大体判断优势藻种，因此，在养殖实践中具有重要的参考意义^［34］。对虾池塘的透明度应该保持在20~40 cm，太高太低都会对养殖产生不利影响。本次试验中，处理组的透明度变化在23~51 cm，虽然养殖初期透明度较大，但在接种藻后，随着饲料的投喂和水温的升高，藻类开始大量生长，在10 d后透明度缓慢降低至合理范围内。虽然本试验中温度和其他环境因子组合对微藻群落变化解释值不高，但在其他研究中温度对微藻的生长和群落变化有显著影响^［35］。研究表明，硅藻在25 ℃以下可以健康生长，而绿藻和蓝藻适宜生长在25~30 ℃的水温条件下，而在30 ℃以上，仅有蓝藻可以大量繁殖^［36］。在本研究中，在7月16日水温达到30 ℃以上时，3口池塘蓝藻的生物量比7月11日均有显著上升（P<0.05），说明温度对微藻群落也造成了较大的影响。因此，在实际养殖时监测好NH₄⁺-N、NO₂^--N、透明度和水温等环境因子的变化，并采取措施进行预防性调控具有重要意义。

何海生等^［16］在研究调查中发现，对虾高产池塘微藻群落的优势种多为绿藻，蓝藻生物量与对虾养殖产量呈现显著负相关。刘孝竹等^［37］认为，蓝藻占主导地位的不良藻相极易导致对虾应激死亡。曹煜成等^［38］也认为以绿藻和硅藻为优势种群的养殖水体水质稳定，对虾不易发病。本试验中，对照组池塘在试验后期蓝藻生物量迅速增长并占据优势，使对虾大量死亡，造成减产，该结果与前人的研究结果一致。而处理组池塘由于藻相稳固，在成活率和产量方面均优于对照组。因此，接种有益藻形成稳固藻相有助于凡纳滨对虾养殖成功。

4 结论

本研究中，西北盐碱地养虾塘接种有益绿藻后，抑制了蓝藻的生长繁殖，稳定了微藻群落结构。而对照组池塘由于未接种有益微藻，暴发蓝藻。且根据本试验的情况，蓝藻的毒性对养殖虾类造成的损害是不可逆的。因此，在西北盐碱地养虾塘接种有益微藻有助于预防蓝藻暴发或者蓝藻水华形成，极大地降低凡纳滨对虾的养殖风险。本试验同时发现，相对于湖生卵囊藻，普通小球藻体现出更好的抑制蓝藻的作用且接种后对藻相影响大于接种湖生卵囊藻，而接种湖生卵囊藻后藻相多样性评分较高。以上研究结果为西北内陆盐碱水域养虾塘的藻相调控和水质管理提供了科学依据。

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基金资助

甘肃省重点研发计划项目(20YF3NA013)

甘肃省农牧厅科技支撑专项(GARS-TSYZ-1)

国家重点研发计划蓝色粮仓科技创新项目(2020YFD0900400)